專利名稱:在半導體器件上形成微細圖形的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種形成微細圖形的方法,它把具有低表面張力的熱去離子水或液體用作沖洗溶液,以防止圖形倒塌,它對于實現(xiàn)高集成度的半導體器件是有用的。
在半導體器件上形成微細圖形時,通常采用干式而非濕式顯影以防止由于去離子水的高表面張力而發(fā)生的圖形塌倒。
這種先前技術(shù)的一個主要缺點是圖形受到等離子體的損害。另外,使用等離子體也提高了產(chǎn)品的成本,因為其設(shè)備非常昂貴。最糟的是難以在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用干式顯影,這主要由于較長的工藝時間導致其較低的產(chǎn)量。
為了更好地理解本發(fā)明的背景技術(shù),下面將結(jié)合一些附圖描述在半導體器件上形成微細圖形的常規(guī)方法。
參見
圖1,圖1中說明形成微細圖形的逐步工藝剖面圖。
首先,如圖1所示,根據(jù)該工藝,在大圓晶片襯底1上涂以光敏膜2,然后,進行軟烘焙。
圖1B是在光敏膜2的表面覆蓋上光掩模3后的剖面圖,然后,把光掩模2暴露在光源4之下。
圖1C是用顯影液除去光敏膜2的曝光區(qū)域,以形成圖形5后的剖面圖。
圖1D是在把洗液覆蓋在光敏膜圖形和大圓晶片襯底1的曝光區(qū)域后的剖面圖。
此后,如圖1E所示,將大圓晶片襯底1高速自旋,使洗液6蒸發(fā)掉。
在完成洗液蒸發(fā)期間,光敏膜圖形5,如圖1F所示呈倒塌狀。這是因為把表面張力較大的去離子水用作為洗液所造成的。
更詳細地說,如圖1D所示,當去離子水完全覆蓋了圖形及其相鄰的圖形時,去離子水成為填充物,所以圖形可能并不會倒塌。然而,如圖1E所示,當去離子水開始蒸發(fā)時,圖形就好象由于填充物被取出的作用而倒塌掉。
當洗液具有較大表面張力以及圖形的縱橫比即高寬比增加時,這種倒塌將變得更為嚴重。雖然根據(jù)襯底類型有所不同,但當縱橫比為5或更大時,一般將發(fā)生圖形塌倒。例如,對于圖形寬為0.25μm的256M DRAM,圖形將在其厚度(或高度)約為1.25μm時發(fā)生塌倒。
另外,金屬化工藝要求光敏膜的厚度約為1.6μm或者更大,加劇了這種圖形的倒塌。
如上所述,形成微細圖形的常規(guī)方法并不適應(yīng)高集成度的半導體器件。
因此,本發(fā)明的目的在于克服以前技術(shù)中存在的問題,以提供一種在半導體器件上形成微細圖形而不發(fā)生圖形塌倒的方法,這種方法對獲得高集成度的半導體是有用的。
經(jīng)本發(fā)明人透徹而深入的研究,可通過提供如下方法來實現(xiàn)上述目的,這種在半導體器件上形成微細圖形的方法包括下列步驟把光敏膜覆蓋在大圓晶片上;用光掩模在光敏膜上光刻成形,隨后顯影形成光敏膜圖形;通過自旋在大圓晶片上散布第一洗液,使第一洗液停留在包括光敏膜圖形在內(nèi)的大圓晶片上;在大圓晶片上散布第二洗液,使之停留在其上,同時自旋大圓晶片,以除去其上的第一洗液;自旋大圓晶片,使第二洗液干化。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,所提供的在半導體器件上形成微細圖形的方法包含下列步驟把正型光敏膜覆蓋在大圓晶片上;用光掩模在正型光敏膜上光刻成形,隨后顯影形成正型光敏膜圖形;通過自旋在大圓晶片上散布去離子水,使該水停留在包括光敏膜圖形在內(nèi)的大圓晶片上;在大圓晶片上散布一種液體,使之停留在其上,同時自旋大圓晶片,以除去其上的去離子水,所述液體的表面張力或凍點比去離子水的低;自旋大圓晶片,使這種液體干化。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,所提供的在半導體器件上形成微細圖形的方法包含下列步驟準備好要形成圖形的大圓晶片;把負型光敏膜覆蓋在大圓晶片上;用光掩模在負型光敏膜上光刻成形,隨后顯影形成負型光敏膜圖形;通過自旋在大圓晶片上散布去離子水,使該水停留在包括光敏膜圖形在內(nèi)的大圓晶片上;在大圓晶片上散布加熱到室溫或者更高的去離子水,使之停留在其上,同時自旋大圓晶片,以除去大圓晶片上前一種去離子水;光照加熱后的去離子水,以交聯(lián)負型光敏膜圖形;自旋大圓晶片,使加熱后的去離子水干化。
本發(fā)明的其它目的和方面將通過以下實施例的描述結(jié)合參照附圖而變得明顯起來圖1A到1F是說明在半導體器件上形成微細圖形的常規(guī)方法的剖面圖;圖2A到2F是說明根據(jù)本發(fā)明的實施例在半導體器件上形成微細圖形的方法的剖面圖;圖3A到3F是說明根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例在半導體器件上形成微細圖形的方法的剖面圖。
參照附圖,能最好地理解本發(fā)明的較佳實施例的應(yīng)用,其中相同的參照號分別用于相同或相應(yīng)的部件。
圖2A到2F圖示說明根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例,用正型光敏膜圖形在半導體器件上形成微細圖形的每步工藝。
首先,如圖2A所示,在大圓晶片襯底11上涂以光敏膜12,然后進行軟烘焙。
圖2B是在光敏膜12的表面上覆蓋上光掩模13后的剖面圖,隨后,把光敏膜12暴露于光14之下。
圖2C是在用顯影液除去光敏膜12的曝光區(qū)域,以形成圖形15后的剖面圖。
圖2D是在大圓晶片襯底11經(jīng)自旋以散布除去余下的顯影液,同時在光敏膜圖形15和大圓晶片襯底的曝光區(qū)域上散布去離子水洗液后的剖面圖。
此后,進行與圖2D相似的工藝。即,自旋大圓晶片11,使第一洗液16散布出襯底,同時,提供第二洗液17,使它停留在光敏膜圖形15和大圓晶片11的曝光區(qū)域,如圖2E所示。
根據(jù)本發(fā)明,去離子水和表面張力小于去離子水的液體的混合液,例如酒精溶液,可以用作第二洗液。把異丙醇作為低表面張力的液體是可行的。另一方面,也可以用凍點低于去離子水的液體,例如,2-甲基-2-丙醇來替代。由于甲基丙醇的凍點(25.6℃)稍高于室溫,它在大圓晶片11上剛被散布后即開始逐步凍結(jié)。
圖2F是在第二洗液干化,只留下光敏膜圖形15后的剖面圖。為了快速地凝固,這個工藝最好在真空下進行。
因為凝固的甲基丙醇在維持其原狀下蒸發(fā)掉,所以它不會引起彈性變化,因此光敏膜圖形15可以保持其原來的狀態(tài)。
參見圖3A至3F,它們圖示說明根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例,用負型光敏膜圖形在半導體器件上形成微細圖形的每步工藝。
首先,如圖3A所示,在大圓晶片襯底21上涂以負型光敏膜22,然后進行軟烘焙。
圖3B是在負型光敏膜22的表面上覆蓋上光掩模23后的剖面圖,隨后,把負型光敏膜22暴露于光24之下。
圖3C是在用顯影液除去負型光敏膜22的未曝光區(qū)域以形成負型光敏膜圖形25后的剖面圖。
圖3D是在大圓晶片襯底21經(jīng)自旋,以散布除去余下的顯影液,同時在負型光敏膜圖形和大圓晶片襯底21的曝光區(qū)域上散布上第一去離子水洗液26后的剖面圖。
此后,進行與圖3D相似的工藝。即,自旋大圓晶片21,使第一洗液26散布出基片,同時,提供第二洗液27,使它停留在負型光敏膜圖形25和大圓晶片21的曝光區(qū)域,如圖3E所示。在此之后,通過諸如紫外光或X射線一類光28照在第二洗液27上使負型光敏膜圖形25進行交聯(lián)。
圖3F是在得到的大圓晶片21經(jīng)自旋使第二洗液27干化后的剖面圖。
根據(jù)本發(fā)明,第二洗液27與第一洗液一樣為去離子水,但溫度比第一洗液高。較佳的第二洗液溫度為室溫到100℃的數(shù)量級。
較高的洗液溫度允許負型光敏膜更快地交聯(lián),導致大圓晶片21和負型光敏膜圖形25之間更強的鍵合,從而防止它們塌倒。負型光敏膜圖形的交聯(lián)也可以通過紫外光照射來獲得。也即,可以或用熱水或用紫外光來防止負型光敏膜圖形的塌倒。
如前所述,微細圖形的塌倒可以通過在形成抗蝕圖形后對大圓晶片進行沖洗和干化工藝期間降低洗液的表面張力以及加強圖形與大圓晶片基片之間的鍵合度來加以防止。
因此,根據(jù)本發(fā)明,可用以有效防止微細圖形倒塌的方法,對于在尤其要求微細圖形的半導體器件內(nèi)實現(xiàn)高集成度是有用的。
普通熟練的技術(shù)人員在閱讀了上述公開內(nèi)容之后將容易地理解此處所揭示本發(fā)明的其它一些特征、優(yōu)點和實施例。因此,雖然,詳細地描述了本發(fā)明的具體實施例,但可以對這些實施例進行變更和改進而不偏離如本發(fā)明所描述的和權(quán)利要求的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種在半導體器件上形成微細圖形的方法,其特征在于,包含下列步驟把光敏膜覆蓋在大圓晶片上;用光掩膜在光敏膜上光刻成形,隨后顯影形成光敏膜圖形;通過自旋在大圓晶片上散布第一洗液,使第一洗液停留在包括光敏膜圖形在內(nèi)的大圓晶片上;在大圓晶片上散布第二洗液,使之停留在其上,同時自旋大圓晶片,以除去其上的第一洗液;以及自旋大圓晶片,使第二洗液干化。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一洗液為去離子水。
3.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述光敏膜圖形為正型,而所述第二洗液是第一洗液與表面張力比第一洗液低的液體以一定比例組合的混合液。
4.如權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,表面張力較低的所述液體包含異丙醇。
5.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述光敏圖形為正型,而所述第二洗液是凍點低于去離子水的液體,并在真空下干化。
6.如權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,低凍點的所述液體包含甲基丙醇。
7.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述光敏膜圖形為負型,該方法包含用下列步驟替換所述的兩個散布步驟用去離子水清洗大圓晶片,用加熱到室溫或更高溫度的去離子水替換該去離子水,并使加熱的去離子水保持一段時間。
8.如權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,所述加熱的去離子水保持約1到3分鐘。
9.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述光敏膜圖形為負型,該方法包含用下列步驟替換所述的兩個散布步驟用去離子水清洗所述大圓晶片,在所述去離子水停留在所述圖形上時,把所述光敏膜圖形暴露于光照下,使所述光敏膜圖形進行交聯(lián)。
10.一種在半導體器件上形成微細圖形的方法,其特征在于,包含下列步驟把正型光敏膜覆蓋在大圓晶片上;用光掩膜在正型光敏膜上光刻成形,隨后顯影形成正型光敏膜圖形;通過自旋在大圓晶片上散布去離子水,使該水停留在包括光敏膜圖形在內(nèi)的大圓晶片上;在大圓晶片上散布液體,使之停留在其上,同時自旋大圓晶片,以除去其上的去離子水,所述液體的表面張力或凍點比去離子水的低;以及自旋大圓晶片,使這種液體干化。
11.如權(quán)利要求10所述的方法,其特征在于,所述液體為去離子水以一定比例與表面張力較低的材料組合成的含水液。
12.如權(quán)利要求10所述的方法,其特征在于,表面張力較低的所述液體包含異丙醇。
13.如權(quán)利要求10所述的方法,其特征在于,具有較低凍點液的所述液體包含甲基丙醇。
14.如權(quán)利要求10所述的方法,其特征在于,所述干化步驟在真空中進行。
15.一種在半導體器件上形成微細圖形的方法,其特征在于,包含下列步驟把負型光敏膜覆蓋在大圓晶片上;用光掩膜在負型光敏膜上光刻成形,隨后顯影形成負型光敏膜圖形;通過自旋在大圓晶片上散布去離子水,使該水停留在包括光敏膜圖形在內(nèi)的大圓晶片上;在大圓晶片上散布加熱到室溫或者更高的去離子水,使之停留在其上,同時自旋大圓晶片,以除去其上的前一種去離子水;把光照在加熱的去離子水上,以交聯(lián)負型光敏膜圖形;以及自旋大圓晶片,使加熱的去離子水干化。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在半導體器件上形成微細圖形而不發(fā)生塌倒的方法,它包含把光敏膜覆蓋在大圓晶片上;用光掩膜在光敏膜上光刻成型,隨后顯影形成光敏膜圖形;通過自旋在大圓晶片上散布第一洗液,使第一洗液停留在包括光敏膜圖形在內(nèi)的大圓晶片上;在大圓晶片上散布第二洗液,使之停留在其上,同時自旋大圓晶片,從以除去其上的第一洗液;自旋大圓晶片,使第二洗液干化。
文檔編號H01L21/027GK1142682SQ9610692
公開日1997年2月12日 申請日期1996年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月26日
發(fā)明者卜喆圭 申請人:現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)株式會社